JP3591234B2 - Control valve for variable displacement compressor - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、車両空調システムに使用される可変容量型圧縮機の制御弁に関する。
【0002】
【従来の技術】
この種の可変容量型圧縮機としては、例えば、吐出圧領域とクランク室とを接続する制御通路を備え、クランク室の圧力を調節することによりカムプレートの傾角を変更して、吐出容量を制御する構成のものが知られている。
【0003】
この従来の可変容量型圧縮機用の制御弁として、例えば、特開平4−119271号公報に開示されたものが存在する。すなわち、図7に示すように、弁室101はバルブハウジング102の先端側に区画形成されている。弁室101は、上流側の制御通路103を介して吐出圧領域に接続されるとともに、バルブハウジング102の軸線方向に形成された弁孔104、弁孔104に直交されるポート105及び下流側の制御通路103を介してクランク室に接続されている。弁孔104を開閉するための弁体106は、弁室101に収容されている。
【0004】
感圧室107は弁室101に隣接して形成され、吸入圧領域に接続されている。感圧部材108は感圧室107に収容されている。感圧ロッドガイド孔109は、弁室101と感圧室107とを区画するバルブハウジング102の区画壁102aに対し、弁孔104に連続して貫設され、両室101,107を接続している。感圧ロッド110は感圧ロッドガイド孔109に摺動可能に挿通され、感圧部材108と弁体106とを作動連結する。従って、吸入冷媒ガスの圧力に感応する感圧部材108の変位が、感圧ロッド110を介して弁体106に伝達される。
【0005】
ソレノイド部111はバルブハウジング102の基端側に接合され、感圧部材108を介して弁体106に作動連結されている。ソレノイド部111は、その励磁・消磁により固定鉄心112と可動鉄心113との間の吸引力を変更し、弁体106に作用させる荷重を変更する。従って、制御通路103の開度は、ソレノイド部111からの付勢力、感圧部材108からの付勢力等のバランスにより決定される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、感圧ロッド110及び感圧ロッドガイド孔109は、滑らかな摺動性を確保しつつ、高圧側であるポート105側と低圧側である感圧室107側との間でのガス漏れを抑え得るよう、細心の注意を払って加工される。しかし、微少な加工誤差は不可避であり、感圧ロッド110の円筒外面と感圧ロッドガイド孔109の円筒内面との間隙の大きさには、ポート105側と感圧室107側とで差が生じる。特に、この間隙にポート105側が小となる差が生じると、ポート105と感圧室107との圧力差から、感圧ロッド110の円筒外面を感圧ロッドガイド孔109の円筒内面に押し付ける方向の横力が生じることがあり、感圧ロッド110と感圧ロッドガイド孔109との摺動抵抗が大きくなっていた(流体固着現象)。
【0007】
近年、制御弁は、圧縮機の小型化を達成するためにソレノイド部111を小型化する傾向にあり、それに応じて感圧部材108を小型化し、小さな力のバランスで弁体106を動作させるようになっている。従って、制御弁は、前述した流体固着現象にともなう、感圧ロッド110と感圧ロッドガイド孔109との摺動抵抗の増大による影響を受け易い。その結果、大型の感圧部材108を用いた場合にはほとんど無視できるこの摺動抵抗までがヒステリシスの要因となり、容量制御性が大きく低下する問題が生じていた。
【0008】
本発明は上記従来技術に存在する問題点に着目してなされたものであって、その目的は、ロッドとロッドガイド孔との間で流体固着現象が発生することのない可変容量型圧縮機用制御弁を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項1の発明では、制御通路を開閉する弁体と、弁体を開閉駆動するための駆動部と、弁体側と駆動部側とを区画する区画壁に貫設され、弁体側と駆動部側とを接続するロッドガイド孔と、ロッドガイド孔に摺動可能に挿通され、弁体と駆動部とを作動連結するロッドとを備え、ロッドの外周面或いはロッドガイド孔の内周面の少なくとも一方をテーパ面とすることで、ロッドの外周面とロッドガイド孔の内周面との間隙が、弁体側或いは駆動部側の何れか高圧側に向かって広がるように構成した可変容量型圧縮機用制御弁である。
【0010】
この構成においては、何らかの理由により、ロッドの軸線がロッドガイド孔の軸線に対して偏心した場合でも、ロッドには偏心方向とは逆方向に横力が生じ、ロッドガイド孔に対する軸線の偏心は自己復帰により修正される。
【0011】
請求項2の発明では、前記テーパ面は、ロッドの軸線方向に複数が形成されている。
この構成においては、ロッドの外周面とロッドガイド孔の内周面との間の通過断面積が軸線方向に複雑に変化され、ラビリンスシール的な作用を奏する。従って、高圧側と低圧側との間での圧力の漏れが効果的に防止される。
【0012】
請求項3の発明では、前記ロッドの外周面を弁体側或いは駆動部側の何れか高圧側に向かって小径となるテーパ面としたものである。
この構成においては、例えば、ロッドガイド孔を区画壁に貫設し、さらに、狭いロッドガイド孔に工具を挿入して、その内周面をテーパ面に修正加工するような面倒がない。
【0013】
請求項4の発明では、制御通路を開閉する弁体と、弁体を開閉駆動するための駆動部と、弁体側と駆動部側とを区画する区画壁に貫設され、弁体側と駆動部側とを接続するロッドガイド孔と、ロッドガイド孔に摺動可能に挿通され、弁体と駆動部とを作動連結するロッドとを備え、ロッドの外周面或いはロッドガイド孔の内周面の少なくとも一方において、その周方向に環状溝を形成した可変容量型圧縮機用制御弁である。
【0014】
この構成においては、ロッドの外周面とロッドガイド孔の内周面との間隙においてその周方向の圧力が、環状溝により均一化される。従って、ロッドとロッド挿通孔との間で流体固着現象が発生することはない。
【0015】
請求項5の発明では、前記駆動部は感圧機構を備え、感圧機構は吸入圧領域又は制御圧室に検圧通路を介して接続される感圧室と、感圧室に配設された感圧部材とを備え、前記ロッドは感圧ロッドであって感圧部材と弁体とを作動連結するものである。
【0016】
この構成においては、感圧室に導入される吸入圧領域又は制御圧室の圧力により感圧部材が変位され、この変位が感圧ロッドを介して弁体に伝達される。
請求項6の発明では、前記駆動部はソレノイド部を備え、ソレノイド部は励磁・消磁によってプランジャ室に収容されたプランジャを動作させ、前記ロッドはソレノイドロッドであってプランジャと弁体とを作動連結するものである。
【0017】
この構成においては、ソレノイド部の励磁・消磁によりプランジャが変位され、その変位がソレノイドロッドを介して弁体に伝達される。
請求項7の発明では、前記駆動部は感圧機構及びソレノイド部の両方を備えたものである。
【0018】
この構成においては、感圧機構からの付勢力とソレノイド部からの付勢力とのバランスにより、弁体による制御通路の開度が決定される。
請求項8の発明では、前記制御通路は吐出圧領域と制御圧室とを接続するものである。
【0019】
この構成においては、吐出冷媒ガスの制御圧室への導入量を調節することにより吐出容量が制御され、制御弁内には高圧な吐出冷媒ガスが取り廻されている。従って、ロッドとロッドガイド孔との間で生じる流体固着現象は、制御圧室からの冷媒ガスの排出量を調節して圧縮機の吐出容量を制御する構成の制御弁よりも、ロッドのロッドガイド孔に対する押し付けの度合いを大きくする。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明をクラッチレス可変容量型圧縮機の容量制御弁に具体化した第1及び第2実施形態、及び別のタイプの可変容量型圧縮機の容量制御弁に具体化した第3実施形態について説明する。なお、第2及び第3実施形態においては、第1実施形態との相違点についてのみ説明し、同一又は相当部材には同じ番号を付して説明を省略する。
【0021】
(第1実施形態)
先ず、クラッチレス可変容量型圧縮機の構成について説明する。
図2に示すように、フロントハウジング11はシリンダブロック12の前端に接合固定されている。リヤハウジング13は、シリンダブロック12の後端に弁形成体14を介して接合固定されている。制御圧室としてのクランク室15は、フロントハウジング11とシリンダブロック12とに囲まれて区画形成されている。駆動軸16は、クランク室15を通るようにフロントハウジング11とシリンダブロック12との間で回転可能に架設支持されている。プーリ17はフロントハウジング11に回転可能に支持されている。プーリ17は駆動軸16に連結されており、その外周部に巻き掛けられたベルト19を介して外部駆動源としての車両エンジン20に、電磁クラッチ等のクラッチ機構を介することなく直結されている。
【0022】
回転支持体22は、クランク室15において駆動軸16に止着されている。カムプレートとしての斜板23は、駆動軸16に対してその軸線L方向へスライド移動可能でかつ傾動可能に支持されている。ヒンジ機構24は回転支持体22と斜板23との間に介在されている。斜板23はヒンジ機構24により、駆動軸16の軸線L方向へ傾動可能でかつ駆動軸16と一体的に回転可能となっている。斜板23の半径中心部がシリンダブロック12側に移動すると、斜板23の傾角が減少される。傾角減少バネ26は、回転支持体22と斜板23との間に介在されている。傾角減少バネ26は、斜板23を傾角の減少方向に付勢する。斜板23の最大傾角は、回転支持体22との当接により規定される。
【0023】
図3に示すように、収容孔27は、シリンダブロック12の中心部において駆動軸16の軸線L方向に貫設されている。遮断体28は筒状をなし、収容孔27にスライド可能に収容されている。吸入通路開放バネ29は、収容孔27の端面と遮断体28との間に介在され、遮断体28を斜板23側へ付勢している。
【0024】
前記駆動軸16は、その後端部を以て遮断体28の内部に挿入されている。ラジアルベアリング30は、駆動軸16の後端部と遮断体28の内周面との間に介在され、遮断体28とともに駆動軸16に対して軸線L方向へスライド移動可能である。
【0025】
吸入圧領域を構成する吸入通路32は、リヤハウジング13及び弁形成体14の中心部に形成されている。吸入通路32は収容孔27に連通されており、その弁形成体14の前面に表れる開口周囲には、位置決め面33が形成されている。遮断面34は遮断体28の先端面に形成され、遮断体28の移動により位置決め面33に接離される。遮断面34が位置決め面33に当接されることにより、両者間33,34のシール作用で吸入通路32と収容孔27の内空間との連通が遮断される。
【0026】
スラストベアリング35は斜板23と遮断体28との間に介在され、駆動軸16上にスライド移動可能に支持されている。スラストベアリング35は、吸入通路開放バネ29に付勢されて、常には斜板23と遮断体28との間で挟持されている。そして、斜板23が遮断体28側へ傾動するのに伴い、斜板23の傾動がスラストベアリング35を介して遮断体28に伝達される。従って、遮断体28が吸入通路開放バネ29の付勢力に抗して位置決め面33側に移動され、遮断体28は遮断面34を以て位置決め面33に当接される。遮断面34が位置決め面33に当接された状態にて、斜板23のそれ以上の傾動が規制され、この規制された状態にて斜板23は、0°よりも僅かに大きな最小傾角となる。
【0027】
シリンダボア12aはシリンダブロック12に貫設形成され、片頭型のピストン36はシリンダボア12aに収容されている。ピストン36は、シュー37を介して斜板23の外周部に係留されており、斜板23の回転運動によりシリンダボア12a内で前後往復運動される。
【0028】
吸入圧領域を構成する吸入室38及び吐出圧領域を構成する吐出室39は、リヤハウジング13にぞれぞれ区画形成されている。吸入ポート40、吸入ポート40を開閉する吸入弁41、吐出ポート42、吐出ポート42を開閉する吐出弁43は、それぞれ弁形成体14に形成されている。そして、吸入室38の冷媒ガスは、ピストン36の復動動作により吸入ポート40及び吸入弁41を介してシリンダボア12aに吸入される。シリンダボア12aに吸入された冷媒ガスは、ピストン36の往動動作により所定の圧力にまで圧縮され、吐出ポート42及び吐出弁43を介して吐出室39へ吐出される。
【0029】
吸入室38は、弁形成体14に貫設された通口45を介して収容孔27に連通されている。そして、遮断体28がその遮断面34を以て位置決め面33に当接されると、通口45は吸入通路32から遮断される。通路46は駆動軸16の軸芯に形成され、通路46を介してクランク室25と遮断体28の内空間とが連通されている。放圧通口47は遮断体28の周面に貫設され、放圧通口47を介して遮断体28の内空間と収容孔27の内空間とが連通されている。
【0030】
制御通路48は吐出室39とクランク室15とを連通する。容量制御弁49は制御通路48上に介在されている。検圧通路50は吸入通路32と容量制御弁49との間に形成されている。
【0031】
前記吸入室38へ冷媒ガスを導入するための吸入通路32と、吐出室39から冷媒ガスを排出する吐出フランジ51とは、外部冷媒回路52で接続されている。凝縮器53、膨張弁54及び蒸発器55は外部冷媒回路52上に介在されている。蒸発器温度センサ56は蒸発器55の近傍に設置されている。蒸発器温度センサ56は蒸発器55における温度を検出し、この検出温度情報が制御コンピュータ57に送られる。車両の車室内の温度を設定するための車室温度設定器58、車室温度センサ59及びエアコンスイッチ60は制御コンピュータ57に接続されている。
【0032】
前記制御コンピュータ57は、例えば、車室温度設定器58によって予め指定された室温、蒸発器温度センサ56から得られる検出温度、車室温度センサ59から得られる検出温度及びエアコンスイッチ60からのオンあるいはオフ信号等の外部信号に基づいて、入力電流値を駆動回路61に指令する。駆動回路61は、指令された入力電流値を容量制御弁49に対して出力する。その他の外部信号としては、図示しない外気温度センサやエンジン回転数センサ等からの信号があり、これら車両の環境に応じて入力電流値は決定される。
【0033】
次に、前記容量制御弁49について詳細に説明する。
図1〜図3に示すように、容量制御弁49は、バルブハウジング71とソレノイド部72とを中央付近において接合して構成されている。弁室73は、バルブハウジング71とソレノイド部72との間に区画形成されている。弁室73は、弁室ポート77及び上流側の制御通路48を介して吐出室39に接続されている。弁体74は弁室73に収容されている。弁孔75は、弁室73において弁体74と対向するように開口されている。弁孔75は、バルブハウジング71の軸線方向に延びるように形成されている。強制開放バネ76は、弁体74と弁室73の内壁面との間に介装され、弁体74を弁孔75の開放方向に付勢している。
【0034】
感圧室84は、バルブハウジング71の先端部に区画形成されている。前記検圧通路50は感圧室84に接続されている。従って、感圧室84は、検圧ポート86及び検圧通路50を介して吸入通路32に連通されている。感圧部材としてのベローズ87は感圧室84に収容されている。
【0035】
感圧ロッドガイド孔88は、感圧室84と弁室73とを区画するバルブハウジング71の区画壁71aに貫設され、感圧室84と弁室73とを接続する。感圧ロッドガイド孔88は弁孔75に連続して形成されている。感圧ロッド89は、感圧ロッドガイド孔88に摺動可能に挿通されるともに、その先端がベローズ87に嵌合されている。感圧ロッド89は弁体74に一体形成され、ベローズ87と弁体74とを作動連結している。感圧ロッド89において弁体74に連続する部分は、弁孔75における冷媒ガスの通路を確保するために小径となっている。
【0036】
ポート90は、バルブハウジング71の区画壁71aにおいて弁室73と感圧室84との間に形成されている。ポート90は弁孔75と直交されている。ポート90は、下流側の制御通路48を介してクランク室15に連通されている。つまり、前記弁室ポート77、弁室73、弁孔75及びポート90は、制御通路48の一部を構成する。
【0037】
プランジャ室91はソレノイド部72に形成され、その上方開口部には弁室73と区画すべく固定鉄心92が嵌合されている。プランジャとしての可動鉄心93は略有蓋円筒状をなし、プランジャ室91においてバルブハウジング71の軸線方向に往復動可能に収容されている。追従バネ94は可動鉄心93とプランジャ室91の底面との間に介装されている。
【0038】
ソレノイドロッドガイド孔95は区画壁としての固定鉄心92に形成され、プランジャ室91と弁室73とを接続する。ソレノイドロッド96は弁体74と一体形成されており、ソレノイドロッドガイド孔95に摺動可能に挿通されている。ソレノイドロッド96の可動鉄心93側の端部は、強制開放バネ76及び追従バネ94の付勢力によって可動鉄心93に当接されている。従って、可動鉄心93と弁体74は、ソレノイドロッド96を介して作動連結されている。
【0039】
前記プランジャ室91は、固定鉄心92の側面に形成された連通溝81、バルブハウジング71に形成された連通孔82及び容量制御弁49の装着状態においてリヤハウジング13の内壁面との間に形成される小室83を介してポート90に連通されている。つまり、プランジャ室91は、ポート90と同じクランク室圧力となっている。
【0040】
円筒状のコイル97は、固定鉄心92及び可動鉄心93の外側において両鉄心92,93を跨ぐように配置されている。コイル97には、制御コンピュータ57の指令に基づいて駆動回路61から所定の電流が供給されるようになっている。
【0041】
さて、図1中の拡大円A中に示すように、前記感圧ロッド89の外周面において、感圧ロッドガイド孔88の円筒面である内周面88aに対向する部分は、円筒面であるシール面89aと、シール面89aに対してポート90側(弁体側)で連続し、ポート90側に向かって小径となるテーパ面89bとにより構成されている。従って、感圧ロッド89のテーパ面89bにおいて感圧ロッドガイド孔88の内周面88aとの間隙は、ポート90側が感圧室84側(駆動部側)より大きくなっている。
【0042】
同じく拡大円B中に示すように、前記ソレノイドロッド96の外周面においてソレノイドロッドガイド孔95の円筒面である内周面95aに対向する部分は、円筒面であるシール面96aと、シール面96に対して弁室73側(弁体側)で連続し、弁室73側に向かって小径となるテーパ面96bとにより構成されている。従って、ソレノイドロッド96のテーパ面96bにおいてソレノイドロッドガイド孔95の内周面95aとの間隙は、弁室73側がプランジャ室91側(駆動部側)より大きくなっている。
【0043】
前記感圧ロッド89及びソレノイドロッド96のテーパ面89b,96bは、加工誤差も含めてポート90側及び弁室73側が小径となるように加工されている。つまり、ロッド89,96の外周面を、ガイド孔88,95の内周面88a,95aとの間隙が高圧側に大きくなるよう意識して加工したことが、本実施形態の特徴点である。なお、拡大円A,B中においては理解を容易とするため、テーパ面89b,96bの傾斜を誇張して描いてあるが、実際には大径側と小径側との径差は数μm〜数十μm程度である。
【0044】
次に、前記容量制御弁49の動作について説明する。
エアコンスイッチ60がオン状態のもと、車室温度センサ59から得られる検出温度が車室温度設定器58の設定温度以上である場合には、制御コンピュータ57はソレノイド部72の励磁を指令する。すると、駆動回路61を介してコイル97に所定の電流が供給され、両鉄心92,93間には入力電流値に応じた吸引力が生じる。この吸引力は、強制開放バネ76の付勢力に抗し、弁孔75の開度が減少する方向の力として弁体74に伝達される。
【0045】
一方、このソレノイド部72の励磁状態においては、ベローズ87が吸入通路32から検圧通路50を介して感圧室84に導入される吸入圧力の変動に応じて変位する。そして、ベローズ87は吸入圧力に感応し、このベローズ87の変位が感圧ロッド89を介して弁体74に伝えられる。従って、容量制御弁49は、ソレノイド部72からの付勢力、ベローズ87からの付勢力及び強制開放バネ76の付勢力とのバランスにより、弁孔75の開度が決定される。
【0046】
冷房負荷が大きい場合には、例えば、車室温度センサ59によって検出された温度と車室温度設定器58の設定温度との差が大きくなる。制御コンピュータ57は、検出温度と設定室温とに基づいて設定吸入圧力を変更するように入力電流値を制御する。すなわち、制御コンピュータ57は、駆動回路61に対して、検出温度が高いほど入力電流値を大きくするように指令する。よって、固定鉄心92と可動鉄心93との間の吸引力が強くなって、弁体74による弁孔75の開度の設定値を小さくする方向への付勢力が増大する。そして、より低い吸入圧力にて、弁体74による弁孔75の開閉が行われる。従って、容量制御弁49は、電流値が増大されることによって、より低い吸入圧力を保持するように作動する。
【0047】
弁孔75の開度が小さくなれば、吐出室39から制御通路48を経由してクランク室15へ流入する冷媒ガス量が少なくなる。この一方で、クランク室15の冷媒ガスは、通路46、放圧通口47、収容孔27及び通口45を経由して吸入室38へ流出している。このため、クランク室15の圧力が低下する。また、冷房負荷が大きい状態では、吸入室38の圧力も高くて、クランク室15の圧力とシリンダボア12aの圧力との差が小さくなる。このため、斜板23の傾角が大きくなる。
【0048】
制御通路48における通過断面積が零、つまり弁体74が端面74aを以って弁室73の内壁面に当接し、弁孔75を完全に閉止した状態になると、吐出室39からクランク室15への高圧冷媒ガスの供給は行われなくなる。そして、クランク室15の圧力は吸入室38の圧力とほぼ同一となり、斜板23の傾角が最大となって吐出容量は最大となる。
【0049】
逆に、冷房負荷が小さい場合には、例えば、車室温度センサ59によって検出された温度と車室温度設定器58の設定温度との差は小さくなる。制御コンピュータ57は、駆動回路61に対して、検出温度が低いほど入力電流値を小さくするように指令する。このため、固定鉄心92と可動鉄心93との間の吸引力が弱くなって、弁体74による弁孔75の開度の設定値を小さくする方向への付勢力が減少する。そして、より高い吸入圧力にて、弁孔75の開閉が行われる。従って、容量制御弁49は、電流値が減少されることによって、より高い吸入圧力を保持するように作動する。
【0050】
弁孔75の開度が大きくなれば、吐出室39からクランク室15へ流入する冷媒ガス量が多くなり、クランク室15の圧力が上昇する。また、この冷房負荷が小さい状態では、吸入室38の圧力が低くて、クランク室15の圧力とシリンダボア12aの圧力との差が大きくなる。このため、斜板23の傾角が小さくなる。
【0051】
冷房負荷がない状態に近づいてゆくと、蒸発器55における温度がフロスト発生をもたらす温度に近づくように低下してゆく。蒸発器温度センサ56からの検出温度が設定温度以下になると、制御コンピュータ57は駆動回路61に対してソレノイド部72の消磁を指令する。この設定温度は、蒸発器55においてフロストを発生しそうな状況を反映する。そして、コイル97への電流の供給が停止されて、ソレノイド部72が消磁され、固定鉄心92と可動鉄心93との吸引力が消失する。
【0052】
このため、弁体74は強制開放バネ76の付勢力により、可動鉄心93を介して作用する追従バネ94の付勢力に抗して下方に移動される。そして、弁体74が弁孔75を最大に開いた開度位置に移行する。よって、吐出室39の高圧冷媒ガスが、制御通路48を介してクランク室15へ多量に供給され、クランク室15の圧力が高くなる。このクランク室15の圧力上昇によって、図3に示すように、斜板23の傾角が最小傾角へ移行する。
【0053】
また、エアコンスイッチ60のオフ信号に基づいて、制御コンピュータ57はソレノイド部72の消磁を指令し、この消磁によっても、斜板23の傾角が最小傾角へ移行する。
【0054】
このように、容量制御弁49の開閉動作は、ソレノイド部72のコイル97に対する入力電流値の大小に応じて変わる。すなわち、入力電流値が大きくなると低い吸入圧力にて制御通路48の開閉が実行され、入力電流値が小さくなると高い吸入圧力にて制御通路48の開閉動作が行われる。圧縮機は、設定された吸入圧力を維持するように斜板23の傾角を変更して、その吐出容量を変更する。
【0055】
つまり、容量制御弁49は、入力電流値を変えて吸入圧力の設定値を変更する役割、及び吸入圧力に関係なく最小容量運転を行う役割を担っている。このような容量制御弁49を具備することにより、圧縮機は冷凍回路の冷凍能力を変更する役割を担っている。
【0056】
斜板23の傾角が最小になると、遮断体28が遮断面34を以って位置決め面33に当接し、吸入通路32が遮断される。この状態では、吸入通路32における通過断面積が零となり、外部冷媒回路52から吸入室38への冷媒ガス流入が阻止される。この斜板23の最小傾角は、0°よりも僅かに大きくなるように設定されている。この最小傾角状態は、遮断体28が吸入通路32と収容孔27との連通を遮断する閉位置に配置されたときにもたらされる。遮断体28は、前記閉位置とこの位置から離間した開位置とへ、斜板23の傾動に連動して切り換え配置される。
【0057】
斜板23の最小傾角は0°ではないため、最小傾角状態においても、シリンダボア12aから吐出室38への冷媒ガスの吐出は行われている。シリンダボア12aから吐出室38へ吐出された冷媒ガスは、制御通路48を通ってクランク室15へ流入する。クランク室15の冷媒ガスは、通路46、遮断体28の内部、放圧通口47、収容孔27及び通口45を通って吸入室38へ流入する。吸入室38の冷媒ガスは、シリンダボア12aへ吸入されて、再度吐出室39へ吐出される。
【0058】
すなわち、最小傾角状態では、吐出圧領域である吐出室39、制御通路48、クランク室15、通路46、遮断体28の内部、放圧通口47、収容孔27、通口45、吸入圧領域である吸入室38、シリンダボア12aを経由する循環通路が、圧縮機内部に形成されている。そして、吐出室39、クランク室15及び吸入室38の間では、圧力差が生じている。従って、冷媒ガスが前記循環通路を循環し、冷媒ガスとともに流動する潤滑油が圧縮機内の各摺動部分を潤滑する。
【0059】
上記構成の本実施形態においては、次のような効果を奏する。
(1)感圧ロッド89の外周面(89a,89b)と感圧ロッドガイド孔88の内周面88aとの間隙は、高圧側であるポート90側が低圧側である感圧室84側より大きくなっている。従って、流体固着現象が感圧ロッド89と感圧ロッドガイド孔88との間で発生されることを防止でき、容量制御弁49のヒステリシスを小さくできて容量制御性の低下を防止できる。その結果、ソレノイド部72を小型化でき、圧縮機の小型化に貢献される。
【0060】
つまり、図4に示すように、何らかの理由により、感圧ロッド89の軸線が感圧ロッドガイド孔88の軸線に対して偏心した場合、感圧ロッド89の外周面(89a,89b)と感圧ロッドガイド孔88の内周面88aとの間隙が狭まった図面右側の圧力分布は、テーパ面89bを介してシール面89a付近に至ると急激に降下される。一方、感圧ロッド89の外周面(89a,89b)と感圧ロッドガイド孔88の内周面88aとの間隙が広がった図面左側の圧力分布は、テーパ面89bからシール面89の全体にかけて緩やかに降下される。従って、感圧ロッド89には偏心方向とは逆方向に横力が生じ、感圧ロッドガイド孔88に対する軸線の偏心は、自己復帰により修正されることになる。
【0061】
(2)ソレノイドロッド96の外周面(96a,96b)とソレノイドロッドガイド孔96の内周面96aとの間隙は、高圧側である弁室73側が低圧側であるプランジャ室91側より大きくなっている。従って、前記(1)と同様な作用・効果を奏する。
【0062】
(3)ロッド89,96の外周面側がテーパ面89b,96bに加工されている。従って、例えば、ロッドガイド孔88,95を区画壁71a,92に貫設し、さらに、狭いロッドガイド孔88,95に工具を挿入して、その内周面をテーパ面に修正加工するような面倒がない。
【0063】
(4)上記圧縮機は、吐出冷媒ガスのクランク室15への導入量を調節することにより吐出容量を制御する構成あり、容量制御弁49の弁室73には高圧な吐出冷媒ガスが導入されている。従って、ソレノイドロッド96とソレノイドロッドガイド孔95との間で生じる流体固着現象は、クランク室15からの冷媒ガスの排出量を調節する構成の圧縮機よりも、ソレノイドロッド96のソレノイドロッドガイド孔96に対する押し付けの度合いを大きくする。このような圧縮機の容量制御弁49に具体化した本実施形態においては、その効果を奏するのに特に有効となる。
【0064】
(第2実施形態)
図5においては第2実施形態を示す。本実施形態において感圧ロッド89及びソレノイドロッド96は、テーパ面89b,96bを軸線方向に複数備えている。従って、各テーパ面89b,96bにおいてロッドガイド孔88,95の内周面88a,95aとの間隙は、高圧側(73,90)が低圧側(84,91)より大きくなっている。
【0065】
本実施形態においても上記第1実施形態と同様な作用・効果を奏する他、ロッド89,96のテーパ面89b,96bとロッドガイド孔88,95の内周面88a,95aとの間の通過断面積が軸線方向に複雑に変化され、ラビリンスシール的な作用を奏する。従って、高圧側(73,90)と低圧側(84,91)との間での冷媒ガスの漏れを防止するのに効果的であり、容量制御弁49の容量制御性がさらに向上される。
【0066】
(第3実施形態)
図6においては第3実施形態を示す。本実施形態の容量制御弁98は、図示しないが、上記第1及び第2実施形態の可変容量型圧縮機とは別のタイプの可変容量型圧縮機に用いられるものである。容量制御弁98は感圧弁としての機能のみを備え、感圧部材にはダイヤフラム99が用いられている。
【0067】
さて、拡大円C中に示すように、感圧ロッド100は円柱状をなし、弁体74とダイヤフラム99とを作動連結する。環状溝100bは、感圧ロッド挿通孔88に対向する感圧ロッド100の外周面100aにおいてその周方向に形成され、複数が軸線方向に所定間隔で配置されている。
【0068】
上記構成の本実施形態においては、次のような効果を奏する。
(1)感圧ロッド100の外周面100aと感圧ロッドガイド孔88の内周面88aとの間隙において、環状溝100bにより周方向の圧力が均一化する。その結果、感圧ロッド100の軸線が感圧ロッドガイド孔88の軸線に対して偏心したとしても、感圧ロッド100と感圧ロッドガイド孔88との間で流体固着現象が発生することはない。本実施形態においても上記第1実施形態の効果(1)と同様な効果を奏する。
【0069】
(2)環状溝100bは感圧ロッド100の外周面100a側に形成されている。従って、例えば、感圧ロッドガイド孔88を区画壁71aに貫設し、さらに、狭い感圧ロッドガイド孔88に工具を挿入して、その内周面88aに環状溝を形成するような面倒がない。
【0070】
なお、本発明の趣旨から逸脱しない範囲で、以下の態様でも実施できる。
○上記第1及び第2実施形態においてテーパ面を、ロッド89,96側でなくロッドガイド孔88,95側に形成することで、ロッド89,96の外周面とロッドガイド孔88,95の内周面との間隙を、高圧側が低圧側より広くなるように構成すること。この場合、テーパ面は高圧側に向かって大径となる。
【0071】
○同じく、テーパ面をロッド89,96側及びロッドガイド孔88,95側の両方に形成することで、ロッド89,96の外周面とロッドガイド孔88,95の内周面との間隙を、高圧側が低圧側より広くなるように構成すること。
【0072】
○上記第3実施形態において環状溝を、感圧ロッド100の外周面100aではなく、感圧ロッドガイド孔88の内周面88aに形成すること。
○同じく、環状溝を感圧ロッド100の外周面100a及び感圧ロッドガイド孔88の内周面88aに形成すること。
【0073】
○電磁弁機能(72)のみを備えた制御弁において具体化すること。
上記実施形態から把握できる技術的思想について記載すると、環状溝99bはロッド100の外周面100aに形成されている請求項4〜8のいずれかに記載の可変容量型圧縮機用制御弁。
【0074】
このようにすれば、環状溝100bの形成が容易となる。
【0075】
【発明の効果】
上記構成の請求項1及び4〜8の発明によれば、ロッドとロッドガイド孔との間で流体固着現象が発生されることを防止でき、制御弁のヒステリシスを小さくできて容量制御性の低下を防止できる。
【0076】
請求項2の発明によれば、ロッドの外周面とロッドガイド孔の内周面との間隙がラビリンスシール的な作用を奏し、高圧側と低圧側との間での冷媒ガスの漏れを効果的に防止できる。
【0077】
請求項3の発明によれば、例えば、ロッドガイド孔を区画壁に貫設し、さらに、狭いロッドガイド孔に工具を挿入して、その内周面をテーパ面に修正加工するような面倒がない。
【図面の簡単な説明】
【図1】容量制御弁の縦断面図。
【図2】クラッチレス可変容量型圧縮機の縦断面図。
【図3】圧縮機の最小吐出容量状態を示す要部拡大断面図。
【図4】作用を説明する模式図。
【図5】第2実施形態を示す要部拡大断面図。
【図6】第3実施形態を示す容量制御弁の縦断面図。
【図7】従来の容量制御弁を示す縦断面図。
【符号の説明】
15…制御圧室としてのクランク室、32…吸入圧領域としての吸入通路、39…吐出圧領域としての吐出室、48…制御通路、49…容量制御弁、71a…区画壁、72…駆動部を構成するソレノイド部、74…弁体、84…駆動部を構成する感圧室、87…同じくベローズ、88…感圧ロッドガイド、88a…内周面、89…感圧ロッド、89b…テーパ面、92…区画壁としての固定鉄心、95…ソレノイドロッドガイド孔、95a…内周面、96…ソレノイドロッド、96b…テーパ面。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a control valve of a variable displacement compressor used in, for example, a vehicle air conditioning system.
[0002]
[Prior art]
This type of variable displacement compressor includes, for example, a control passage that connects a discharge pressure region and a crank chamber, and controls the discharge capacity by adjusting the pressure in the crank chamber to change the inclination angle of the cam plate. There is a known configuration.
[0003]
As a control valve for this conventional variable displacement compressor, for example, there is one disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-119271. That is, as shown in FIG. 7, the
[0004]
The
[0005]
The
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
Here, the pressure-
[0007]
In recent years, control valves have tended to reduce the size of the
[0008]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the problems existing in the prior art described above, and has as its object to provide a variable displacement compressor in which fluid sticking does not occur between a rod and a rod guide hole. It is to provide a control valve.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, a valve body that opens and closes a control passage, a drive unit that drives the valve body to open and close, and a partition wall that partitions the valve body side and the drive unit side are provided. A rod guide hole connecting the valve body side and the drive unit side; and a rod slidably inserted through the rod guide hole and operatively connecting the valve body and the drive unit. By making at least one of the inner peripheral surfaces of the hole a tapered surface, the gap between the outer peripheral surface of the rod and the inner peripheral surface of the rod guide hole is expanded toward either the valve body side or the high pressure side of the drive unit side. It is a control valve for a variable displacement type compressor configured.
[0010]
In this configuration, even if the axis of the rod is eccentric to the axis of the rod guide hole for some reason, a lateral force is generated in the rod in a direction opposite to the eccentric direction, and the eccentricity of the axis with respect to the rod guide hole is Corrected by return.
[0011]
In the invention according to claim 2, a plurality of the tapered surfaces are formed in the axial direction of the rod.
In this configuration, the cross-sectional area of passage between the outer peripheral surface of the rod and the inner peripheral surface of the rod guide hole is complicatedly changed in the axial direction, and a labyrinth seal-like operation is achieved. Therefore, pressure leakage between the high pressure side and the low pressure side is effectively prevented.
[0012]
According to the third aspect of the present invention, the outer peripheral surface of the rod is a tapered surface having a smaller diameter toward either the valve body side or the drive unit side toward the high pressure side.
In this configuration, for example, there is no trouble such that a rod guide hole is provided through the partition wall and a tool is inserted into the narrow rod guide hole to correct the inner peripheral surface to a tapered surface.
[0013]
According to the fourth aspect of the present invention, the valve body that opens and closes the control passage, the drive unit that opens and closes the valve body, and the partition wall that divides the valve body side and the drive unit side penetrate the valve body side and the drive unit. A rod guide hole for connecting the valve body and the drive unit to the valve body, the rod guide hole being slidably inserted into the rod guide hole, and at least an outer peripheral surface of the rod or an inner peripheral surface of the rod guide hole. On the other hand, it is a control valve for a variable displacement compressor in which an annular groove is formed in the circumferential direction.
[0014]
In this configuration, the circumferential pressure in the gap between the outer peripheral surface of the rod and the inner peripheral surface of the rod guide hole is made uniform by the annular groove. Therefore, the fluid sticking phenomenon does not occur between the rod and the rod insertion hole.
[0015]
According to the fifth aspect of the present invention, the driving unit includes a pressure-sensitive mechanism, and the pressure-sensitive mechanism is provided in the pressure-sensitive chamber connected to the suction pressure area or the control pressure chamber via the detection passage, and in the pressure-sensitive chamber. A pressure-sensitive member, wherein the rod is a pressure-sensitive rod, which operatively connects the pressure-sensitive member and the valve element.
[0016]
In this configuration, the pressure-sensitive member is displaced by the pressure in the suction pressure area or the control pressure chamber introduced into the pressure-sensitive chamber, and this displacement is transmitted to the valve body via the pressure-sensitive rod.
In the invention according to claim 6, the driving section includes a solenoid section, and the solenoid section operates a plunger housed in a plunger chamber by excitation and demagnetization, and the rod is a solenoid rod, which operatively connects the plunger and the valve body. Is what you do.
[0017]
In this configuration, the plunger is displaced by excitation and demagnetization of the solenoid portion, and the displacement is transmitted to the valve body via the solenoid rod.
In the invention according to claim 7, the driving section includes both a pressure-sensitive mechanism and a solenoid section.
[0018]
In this configuration, the degree of opening of the control passage by the valve body is determined by the balance between the urging force from the pressure-sensitive mechanism and the urging force from the solenoid.
In the invention according to claim 8, the control passage connects the discharge pressure region and the control pressure chamber.
[0019]
In this configuration, the discharge capacity is controlled by adjusting the amount of discharge refrigerant gas introduced into the control pressure chamber, and a high-pressure discharge refrigerant gas is circulated in the control valve. Therefore, the fluid sticking phenomenon that occurs between the rod and the rod guide hole causes the rod guide of the rod to be smaller than the control valve configured to control the discharge capacity of the compressor by adjusting the discharge amount of the refrigerant gas from the control pressure chamber. Increase the degree of pressing against the hole.
[0020]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the first and second embodiments in which the present invention is embodied in a displacement control valve of a clutchless variable displacement compressor, and a third embodiment in which the present invention is embodied in a displacement control valve of another type of variable displacement compressor. The form will be described. In the second and third embodiments, only differences from the first embodiment will be described, and the same or corresponding members will be denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted.
[0021]
(1st Embodiment)
First, the configuration of the clutchless variable displacement compressor will be described.
As shown in FIG. 2, the
[0022]
The
[0023]
As shown in FIG. 3, the
[0024]
The
[0025]
The
[0026]
The
[0027]
The
[0028]
The
[0029]
The
[0030]
The
[0031]
The
[0032]
The
[0033]
Next, the
As shown in FIGS. 1 to 3, the
[0034]
The pressure-
[0035]
The pressure-sensitive
[0036]
The
[0037]
The
[0038]
The solenoid
[0039]
The
[0040]
The
[0041]
As shown in an enlarged circle A in FIG. 1, a portion of the outer peripheral surface of the pressure-
[0042]
Similarly, as shown in the enlarged circle B, a portion of the outer peripheral surface of the
[0043]
The tapered surfaces 89b and 96b of the pressure-
[0044]
Next, the operation of the
When the detected temperature obtained from the cabin temperature sensor 59 is equal to or higher than the set temperature of the cabin temperature setter 58 with the air conditioner switch 60 turned on, the
[0045]
On the other hand, when the
[0046]
When the cooling load is large, for example, the difference between the temperature detected by the vehicle interior temperature sensor 59 and the temperature set by the vehicle interior temperature setting device 58 becomes large. The
[0047]
When the opening degree of the
[0048]
When the passage cross-sectional area in the
[0049]
Conversely, when the cooling load is small, for example, the difference between the temperature detected by the vehicle interior temperature sensor 59 and the temperature set by the vehicle interior temperature setting device 58 becomes small. The
[0050]
If the opening degree of the
[0051]
As the cooling load is approached, the temperature in the
[0052]
Therefore, the
[0053]
Further, the
[0054]
As described above, the opening / closing operation of the
[0055]
That is, the
[0056]
When the inclination angle of the
[0057]
Since the minimum inclination angle of the
[0058]
That is, in the minimum inclination state, the
[0059]
The present embodiment having the above configuration has the following effects.
(1) The gap between the outer peripheral surface (89a, 89b) of the pressure-
[0060]
That is, as shown in FIG. 4, when the axis of the pressure-
[0061]
(2) The gap between the outer peripheral surface (96a, 96b) of the
[0062]
(3) The outer peripheral surfaces of the
[0063]
(4) The compressor has a configuration in which the discharge capacity is controlled by adjusting the amount of the discharged refrigerant gas introduced into the
[0064]
(2nd Embodiment)
FIG. 5 shows a second embodiment. In the present embodiment, the pressure-
[0065]
In this embodiment, the same operation and effect as those of the first embodiment are obtained, and the passage interruption between the
[0066]
(Third embodiment)
FIG. 6 shows a third embodiment. Although not shown, the
[0067]
Now, as shown in the enlarged circle C, the pressure-
[0068]
The present embodiment having the above configuration has the following effects.
(1) In the gap between the outer
[0069]
(2) The
[0070]
The present invention can be implemented in the following modes without departing from the spirit of the present invention.
In the first and second embodiments, the tapered surface is formed on the rod guide holes 88 and 95, not on the
[0071]
Similarly, by forming the tapered surface on both the
[0072]
In the third embodiment, the annular groove is formed not on the outer
Similarly, an annular groove is formed on the outer
[0073]
○ To be embodied in a control valve having only the solenoid valve function (72).
According to a technical idea that can be understood from the above embodiment, the control valve for a variable displacement compressor according to any one of claims 4 to 8, wherein the annular groove 99b is formed in the outer
[0074]
This facilitates the formation of the
[0075]
【The invention's effect】
According to the first and fourth to eighth aspects of the present invention, it is possible to prevent the fluid sticking phenomenon from occurring between the rod and the rod guide hole, reduce the hysteresis of the control valve, and reduce the capacity controllability. Can be prevented.
[0076]
According to the second aspect of the invention, the gap between the outer peripheral surface of the rod and the inner peripheral surface of the rod guide hole has a labyrinth seal effect, and effectively prevents the leakage of the refrigerant gas between the high pressure side and the low pressure side. Can be prevented.
[0077]
According to the third aspect of the present invention, for example, a trouble such that a rod guide hole is penetrated through the partition wall, a tool is inserted into the narrow rod guide hole, and the inner peripheral surface thereof is corrected into a tapered surface. Absent.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a displacement control valve.
FIG. 2 is a longitudinal sectional view of a clutchless variable displacement compressor.
FIG. 3 is an enlarged sectional view of a main part showing a minimum discharge capacity state of the compressor.
FIG. 4 is a schematic diagram illustrating an operation.
FIG. 5 is an enlarged sectional view of a main part showing a second embodiment.
FIG. 6 is a longitudinal sectional view of a displacement control valve according to a third embodiment.
FIG. 7 is a longitudinal sectional view showing a conventional capacity control valve.
[Explanation of symbols]
15, a crank chamber as a control pressure chamber, 32, a suction passage as a suction pressure area, 39, a discharge chamber as a discharge pressure area, 48, a control passage, 49, a capacity control valve, 71a, a partition wall, 72, a
Claims (8)
制御通路を開閉する弁体と、
弁体を開閉駆動するための駆動部と、
弁体側と駆動部側とを区画する区画壁に貫設され、弁体側と駆動部側とを接続するロッドガイド孔と、
ロッドガイド孔に摺動可能に挿通され、弁体と駆動部とを作動連結するロッドとを備え、
ロッドの外周面或いはロッドガイド孔の内周面の少なくとも一方をテーパ面とすることで、ロッドの外周面とロッドガイド孔の内周面との間隙が、弁体側或いは駆動部側の何れか高圧側に向かって広がるように構成した可変容量型圧縮機用制御弁。By adjusting the opening degree of the control passage connecting the suction pressure area or the discharge pressure area and the control pressure chamber, in the control valve of the variable displacement compressor that changes the discharge capacity,
A valve body for opening and closing the control passage;
A drive unit for opening and closing the valve body,
A rod guide hole penetrating through a partition wall that partitions the valve body side and the drive unit side, and connects the valve body side and the drive unit side,
A rod that is slidably inserted into the rod guide hole and that operatively connects the valve body and the drive unit;
By making at least one of the outer peripheral surface of the rod and the inner peripheral surface of the rod guide hole a tapered surface, the gap between the outer peripheral surface of the rod and the inner peripheral surface of the rod guide hole is increased by the high pressure on either the valve body side or the drive unit side. A control valve for a variable displacement compressor that expands toward the side.
制御通路を開閉する弁体と、
弁体を開閉駆動するための駆動部と、
弁体側と駆動部側とを区画する区画壁に貫設され、弁体側と駆動部側とを接続するロッドガイド孔と、
ロッドガイド孔に摺動可能に挿通され、弁体と駆動部とを作動連結するロッドとを備え、
ロッドの外周面或いはロッドガイド孔の内周面の少なくとも一方において、その周方向に環状溝を形成した可変容量型圧縮機用制御弁。By adjusting the opening degree of the control passage connecting the suction pressure area or the discharge pressure area and the control pressure chamber, in the control valve of the variable displacement compressor that changes the discharge capacity,
A valve body for opening and closing the control passage;
A drive unit for opening and closing the valve body,
A rod guide hole penetrating through a partition wall that partitions the valve body side and the drive unit side, and connects the valve body side and the drive unit side,
A rod that is slidably inserted into the rod guide hole and that operatively connects the valve body and the drive unit;
A control valve for a variable displacement compressor, wherein an annular groove is formed in at least one of an outer peripheral surface of a rod and an inner peripheral surface of a rod guide hole.
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